[發明專利]應力-滲流-蠕變作用下地質力學模型試驗系統

在審

• 申請號: 201811136044.1
• 申請日: 2018-09-28
• 公開（公告）號: CN109238879A
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發明（設計）人: 王軍祥;藺雅嫻;陳四利;孟津竹;崔寧坤
• 申請（專利權）人: 沈陽工業大學
• 主分類號: G01N3/28
• 分類號: G01N3/28;G01N15/08
• 代理公司: 沈陽智龍專利事務所(普通合伙) 21115
• 代理人: 宋鐵軍

1.應力-滲流-蠕變作用下地質力學模型試驗系統，其特征在于：該系統由主加載部分（1）、液壓加載部分（2）和分析部分（3）三部分組成；

所述的主加載部分（1）為上方開口的箱式結構，左右均為雙層側板，所述雙層側板間設置有千斤頂，可使靠內側板向內施加壓力；所述箱式結構中穿有鋼管（1-8），鋼管（1-8）經由截止閥（1-7）連接水箱（1-6）；所述鋼管（1-8）在箱式結構內部的部分開有多個朝下的孔；

所述液壓加載部分（2）包括：試驗承力架（2-1）下方設置的液壓加載器（2-2）；液壓加載器（2-2）作用部連接有墊板（2-5）；液壓加載部分（2）底部設置有傳送帶，所述主加載部分（1）置于傳送帶上；

分析部分（3）中的檢測元件（3-1）設置在箱式結構內部并埋設在模型材料中；還包括與檢測元件（3-1）依次連接的數據采集箱（3-2）、無線傳輸模塊（3-3）和服務器（3-4）；所述服務器（3-4）依需求連接移動終端（3-6）或PC（3-5）。

2.根據權利要求1所述的應力-滲流-蠕變作用下地質力學模型試驗系統，其特征在于：所述鋼管（1-8）穿過共四個側板；所述側板上鋼管（1-8）孔圓心距板頂邊0.05m。

3.根據權利要求1所述的應力-滲流-蠕變作用下地質力學模型試驗系統，其特征在于：所述主加載部分（1）的內部凈空間為1.2m×1m×0.3m。

4.根據權利要求1所述的應力-滲流-蠕變作用下地質力學模型試驗系統，其特征在于：所述墊板（2-5）的尺寸為1.2×0.3m。

5.根據權利要求1所述的應力-滲流-蠕變作用下地質力學模型試驗系統，其特征在于：所述不銹鋼水箱（1-6）左右兩側均設置有截止閥（1-7）；兩個截止閥（1-7）分別連接鋼管（1-8）兩端。

6.一種使用如權利要求1所述試驗系統的地質力學模型試驗方法，其特征在于：

該方法適用于應力-滲流-蠕變作用下地質力學模型試驗；

步驟如下：

步驟1：按照權利要求1中的方案將試驗系統安裝好；

步驟2：進行現場的勘測，得到隧道圍巖及上部覆土的力學參數；

步驟3：根據相似原理，確定圍巖及上部覆土的相似材料，研制一種新材料相似材料，制成尺寸為50mm×50mm×100mm的方形試件、面積為30cm2小環刀試件與體積為100cm3的大環刀試件；

步驟4：將上述步驟3中的試件進行基本力學性能的測試，得到力學參數彈性模量、黏聚力、摩擦角、滲透系數與時間參數進行材料的重新配比，直至符合要求；

步驟5：按照要求的力學指標完成配比后，將材料分層攤鋪在加載架中，進行隧道模型的制作，同時埋設監測元件；

步驟6：打開不銹鋼水箱兩側的截止閥，進行水溶液滲流；

步驟7：對隧道模型施加豎向壓力與側向壓力，通過位移計、壓力計、滲壓計采集位移數據，然后由自動化采集箱采集，通過無線網絡將其發送到服務器中；

步驟:8：采用智能反饋分析軟件進行參數反分析和數值計算，同時，通過給定鉆孔數據建立地質體可視化模型；

步驟9：通過外加的攝像機，可以遠程實時顯示模型加載過程模型的破壞過程，將圖像和數據傳輸到智能反饋軟件中進行圖像分析。